Photovoltaik-Leistung pro m² und Ertrag

Bei der Anschaffung einer Solaranlage gehört die Photovoltaik-Leistung pro m² zu den wichtigsten Vorüberlegungen. Wie viele Solarmodule muss ich installieren, um den gewünschten Ertrag zu erwirtschaften und den Strombedarf meines Haushalts zu decken? Wie viele Quadratmeter Dachfläche benötige ich für die Module? Antworten auf diese und mehr Fragen zum Thema Photovoltaik-Leistung pro m² finden Sie in diesem Artikel.

Wovon hängt die Photovoltaik-Leistung pro m² ab?

Um herauszufinden, welche Leistung Sie mit einer Photovoltaikanlage auf Ihrem Dach erreichen und wie viel Strom Sie erzeugen können, sind neben der Wahl der Anlage noch weitere Standortfaktoren von Bedeutung.

Folgende Faktoren beeinflussen die Leistung Ihrer PV-Anlage:

• Verschattung
• Neigung des Daches
• Jahreszeit, Tagesverlauf
• Ausrichtung des Daches
• Wirkungsgrad der Anlage
• Standort und Sonneneinstrahlung
• Modell der Module und des Wechselrichters

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad einer Solaranlage gibt an, wie viel der auftreffenden Sonneneinstrahlung die Module in Strom umwandeln können. Die für private Solaranlagen am besten geeigneten Module verwenden entweder polykristalline oder monokristalline Solarzellen. Diese haben derzeit einen Wirkungsgrad zwischen 13 und 20 Prozent, was mit Blick auf die Leistung der PV-Anlage einen großen Unterschied ausmachen kann. Mehr zur Funktionsweise von Photovoltaikmodulen und zum Unterschied zwischen polykristallinen und monokristallinen Zellen erfahren Sie in unserem Ratgeber zu Photovoltaik-Modulen.

Ausrichtung und Neigung des Daches

Die Ausrichtung und Neigung des Daches, auf dem Sie eine Solaranlage platzieren wollen, spielt ebenfalls eine große Rolle – und zwar weniger in Hinblick auf die mögliche Leistung, sondern auf den Zeitpunkt der Energieerzeugung. Eine Photovoltaikanlage auf einem Süddach fängt den größten Teil der intensiven Mittagsstrahlung der Sonne ein. Gleichzeitig fällt die genutzte Strahlung vormittags und nachmittags geringer aus.

Ein nach Osten und Westen ausgerichtetes Dach empfängt dagegen sowohl vormittags als auch nachmittags Sonneneinstrahlung und erzeugt damit über den ganzen Tag hinweg Energie – und zwar dann, wenn der Haushalt üblicherweise auch am meisten Energie benötigt. Die Energie, die sofort selber verbraucht wird, muss nicht gespeichert oder ins öffentliche Netz abgeleitet werden. Zudem bieten eine nutzbare Ost- und Westseite mehr Fläche, sodass die Anlage größer ausfallen kann. Je nach Neigung der Module und dem Stand der Sonne können die Lichtstrahlen besser oder schlechter umgewandelt werden. Idealerweise sollte der Neigungswinkel des Daches daher zwischen 30 und 45 Grad liegen.

Aufgrund der gestiegenen Wirkungsgrade der PV-Anlagen eigenen sich heute alle Dachrichtungen zur PV-Nutzung. Selbst Norddächer mit einer Steigung bis maximal 20 Grad werden bei heutigen Wirkungsgraden immer häufiger zur Gewinnung von Solarenergie genutzt.

Verschattung

Wie viele Quadratmeter an Photovoltaikmodulen Sie auf Ihrem Dach anbringen können, hängt vom Platz auf Ihrem Dach, der Himmelsrichtung der Dachseiten sowie von möglicher Verschattung ab. Schornsteine, Dachfenster und Gauben minimieren den verfügbaren Platz und sorgen bei ungünstiger Position sogar dafür, dass Schatten auf die Solarzellen fällt. Nachbarhäuser oder große Bäume können ebenfalls Verschattung verursachen und damit die nutzbare Fläche des Daches und den Ertrag der PV-Anlagen verringern.

Herstellung und Art der Module und des Wechselrichters

Je nach Modell und Hersteller von Solarmodulen und Wechselrichter variiert auch die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage: Neben der Entscheidung für monokristalline oder polykristalline Zellen wirken sich auch die Herstellungsart und Größe der Module auf die Leistung aus. Die Leistung der Module wird in Wattpeak (W_P) angegeben und beschreibt, wie viel Wattstunden Strom das Modul unter idealen Testbedingungen innerhalb einer Stunde produzieren kann. Ein Modul mit einer Leistung von 350 Wattpeak erzeugt also in einer Stunde maximal 350 Wattstunden (350 Wh bzw. 0,35 kWh).

Da die tatsächlichen Bedingungen auf dem Dach eines Hauses nicht an die im Labor festgestellte Peak-Zahl herankommen, müssen Sie immer mit einer etwas geringeren realen Leistung der Photovoltaikanlage rechnen. Wechselrichter, die den Gleichstrom der Solaranlage in Wechselstrom umwandeln, gibt es ebenfalls in verschiedenen Ausführungen: Ihr Wirkungsgrad liegt heute je nach Modell zwischen 95 und 98 Prozent.

Standort und Sonneneinstrahlung

Neben den Voraussetzungen Ihres Daches und der Auswahl von Solarmodulen und Wechselrichter entscheiden auch der Standort und die Sonneneinstrahlung über die Photovoltaik-Leistung pro m².

Während eine PV-Anlage in Spanien wesentlich ertragreicher ist als eine Anlage in Norwegen, gilt dies auch innerhalb Deutschlands: In Bayern strahlt die Sonne im Verlauf eines Jahres mit einer Energie von etwa 1.100 Kilowattstunden pro m². In Schleswig-Holstein dagegen werden pro Jahr nur 900 Kilowattstunden pro m² gemessen. Darüber hinaus entfallen etwa 70 Prozent der Stromproduktion auf den Sommer und nur 30 Prozent auf den Winter.

Die Photovoltaik-Leistung pro m² ist somit auch standort- und jahreszeitenabhängig. Im Norden müssen Sie mit einem geringeren Stromertrag im Jahr rechnen als im Süden. Im Winter wird die Stromproduktion vom Dach nicht ausreichen, alle Stromanwendungen zu decken, es wird Strom aus dem öffentlichen Netz hinzugekauft werden müssen. Wenn Sie die Photovoltaik-Leistung Ihrer Anlage pro m² berechnen wollen, sollten Sie mit Ihrem Solarberater zusammen diese Faktoren berücksichtigen.

Wie berechnet sich die Photovoltaik-Leistung pro m²?

Die Photovoltaik-Leistung einer Solaranlage wird in Kilowattpeak angegeben – der Wert beschreibt die maximale Leistung der Anlage unter Testbedingungen. Als ein ungefährer Richtwert können Sie davon ausgehen, dass eine Photovoltaikanlage mit 1 Kilowattpeak in Deutschland circa 800 bis 1.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr erzeugt. Abhängig von Ihren Modulen und den oben genannten Faktoren erzielen Sie eine solche Photovoltaik-Leistung auf einer Fläche von etwa 6 bis 8 m².

Dies können Sie wie in folgendem Beispiel ausrechnen: Haben Sie beispielsweise Solarmodule mit einer Länge von 1,72 m und einer Breite von 1,13 m würde jedes Modul circa 1,94 m² Dachfläche in Anspruch nehmen. Nun können Sie mit der angegebenen Leistung des Moduls berechnen, wie viele dieser Module Sie für eine Anlage mit 1 Kilowattpeak benötigen. Für dieses Beispiel-Modul beträgt die Nennleistung 405 Watt (W):

1.000 W (entspricht 1 kWp) / 405 W ≈ 2,47 Module

Für eine ungefähre Leistung von 1 Kilowattpeak sind also etwa 2,47 der Beispiel-Module nötig. Da sich keine halben Module installieren lassen, müssten Sie also drei solcher Solarmodule auf Ihrem Dach installieren. Das Dreifache der Fläche pro Modul (1,94 m²) ergibt dann eine benötigte Dachfläche von 5,82 m². Dies entspricht tatsächlich in etwa dem bereits erwähnten unteren Richtwert von 6 m² pro 1 Kilowattpeak.

Wie viel Leistung deckt Ihren Strombedarf?

Wie viel Leistung bzw. welche Anlagengröße Sie benötigen, hängt maßgeblich von Ihrem individuellen Strombedarf ab. Fragen Sie sich zunächst, welches Ziel Sie mit der Photovoltaikanlage verfolgen. Möchten Sie zum Beispiel eine möglichst große Autarkie vom restlichen Strommarkt erreichen, den Großteil Ihres Haushalts mit grünem Strom versorgen oder Ihren Verbrauch lediglich teilweise mit Solarstrom decken?

Gehen Sie bei der Entscheidung für eine Anlage folgendermaßen vor:

1. Eigenen Stromverbrauch nachsehen
2. Eignung des Daches feststellen
3. Nutzbare Fläche ausrechnen
4. Richtige Ausstattung wählen

Der individuelle Strombedarf Ihres Haushalts bildet den Ausgangspunkt für alle Kalkulationen. Ein 3-Personen-Haushalt verbraucht im Schnitt 3.500 Kilowattstunden Strom pro Jahr. Möchten Sie mit der Leistung Ihrer Photovoltaikanlage an diesen Wert herankommen, benötigen Sie eine Anlage mit mindestens 3,5 Kilowattpeak. Ziehen wir nochmals die Module aus dem obigen Rechenbeispiel heran (3.500 W / 405 W = 8,64), benötigen Sie neun Module, um auf ungefähr 3,5 Kilowattpeak zu kommen. Mit den oben angegebenen Beispielmaßen entspräche dies einer Fläche von etwa 17,5 m².

Eine besonders hohe Autarkie werden Sie mit dieser Solaranlage allerdings kaum erreichen können. Zunächst basiert die Kalkulation auf der Spitzenleistung der Anlage unter Testbedingungen. In Wirklichkeit wird die Leistung Ihrer Anlage wahrscheinlich unter dem Nennwert von 405 Watt pro Modul zurückbleiben. Es lohnt sich daher, großzügiger zu rechnen und anstelle von neun beispielsweise zehn Module zu installieren.

Darüber hinaus sind Ihr Tagesablauf und der Ihrer Familie entscheidend: Die meisten Haushalte verbrauchen tagsüber nur wenig Strom, dagegen aber morgens und abends recht viel, wenn alle Familienmitglieder zu Hause sind. Der Solarstrom wird jedoch – auch in Abhängigkeit der Ausrichtung Ihres Daches – tagsüber und überwiegend in den Mittagsstunden produziert.

Die Photovoltaik-Leistung pro m² wird zusätzlich davon beeinflusst, dass Ihre Anlage an sonnigen Tagen und im Sommer deutlich mehr Strom erzeugt als an stark bewölkten Tagen und im Winter. Ihre Stromproduktion unterliegt also witterungs- und jahreszeitabhängigen Schwankungen.

Es ist also in diesem Beispiel sinnvoll zu prüfen, ob nicht noch mehr Platz auf dem Dach als die hier angenommenen 17,5 m² genutzt werden können, um über das ganze Jahr gesehen einen möglichst hohen Eigenverbrauch bzw. eine möglichst hohe Autarkiequote zu erreichen. Auch zukünftig geplante Stromanwendungen wie E-Mobility und Wärmepumpe sind gut mit dem selbst produzierten Strom bedient.

Den Eigenverbrauch mit der eigenen PV-Anlage abzudecken, macht generell Sinn. Die Marktkosten für einzukaufenden Strom sind heute wesentlich höher als die Einspeisevergütungen, Sie erreichen Autarkiequoten mit der reinen PV-Anlage von bis zu 30%. Ein Stromspeicher erhöht Ihre Eigenverbrauchs- und damit auch Ihre Autarkiequote deutlich. Eine bis zu 70-prozentige Autarkiequote wird auf diese Weise möglich. Mit einem an Ihre Solaranlage angeschlossenen Stromspeicher können Sie Ihren Solarstrom speichern und erst dann nutzen, wenn Sie ihn wirklich benötigen. Dadurch gewinnen Sie ein zusätzliches Maß an Unabhängigkeit und müssen weniger auf den teureren Strom aus dem allgemeinen Netz zurückgreifen. Einen Stromspeicher können Sie direkt zusammen mit Ihrer Photovoltaikanlage installieren oder später nachrüsten. Unsere Ratgeber zum Thema Stromspeicher  und Stromspeicher nachrüsten erklären, wie das Gerät funktioniert und warum sich die zusätzliche Anschaffung auszahlt.

Aber auch bei Einbindung eines Stromspeichers und maximaler Ausschöpfung vorhandener Dachflächen wird eine vollständige Autarkie bei üblichen Rahmenbedingungen nicht erreichbar. Ziel ist aber immer, die Unabhängigkeit vom öffentlichen Strommarkt zu vergrößern.

Ihren überschüssigen Strom speisen Sie in das öffentliche Stromnetz ein und erhalten dafür eine Einspeisevergütung. Vor Kurzem wurde die Einspeisevergütung zum ersten Mal seit ihrer Einführung angehoben – und zwar differenziert nach Eigenverbrauch und Volleinspeisung. Aufgrund der geänderten Einspeisevergütungen kann es bei ausreichend zur Verfügung stehender Dachfläche sinnvoll werden, PV-Einheiten deren Stromproduktion über den Eigenverbrauch hinaus geht im Marktstammdatenregister zur Volleinspeisung anzumelden. Stimmen Sie sich mit Ihrem Solarberater ab.

Fazit: Wie viel m² Fläche brauche ich für meine Solaranlage?

Die erforderliche Fläche für Ihre Solaranlage und Ihre Photovoltaik-Leistung pro m² hängen von verschiedenen Faktoren ab. Neben Ihrem individuellen Strombedarf gilt es, die optimale Beschaffenheit der Module für Ihren Standort und die Gegebenheiten auf dem Dach Ihres Hauses aufeinander abzustimmen.

Erfahrene Solarberater können die Bedingungen an Ihrem Standort und Ihre Bedürfnisse genau einschätzen. Mithilfe von geeigneter Software kalkulieren sie die benötigte Fläche und Leistung. Nehmen Sie bei Interesse jederzeit Kontakt zu unseren Solar-Experten auf! Wir beraten Sie gern und erstellen ein individuelles Angebot für Ihr Solar-Projekt!

FAQ zur Photovoltaik-Leistung pro m²